## PENGARUH KOMPETITOR KATION NATRIUM, KALSIUM, DAN MAGNESIUM TERHADAP ADSORPSI LOGAM SENG OLEH SEDIMEN ANCOL, TELUK JAKARTA

## EFFECT OF COMPETING CATION SODIUM, CALSIUM, AND MAGNESIUM ON THE ADSORPTION OF ZINC ONTO SEDIMENT FROM ANCOL, JAKARTA BAY, JAKARTA PROVINCE
*1 Dame Alvina Naomi Sitohang dan 2 Suprihanto Notodarmojo Program Magister Teknik Lingkungan
1,2 Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung Jl. Ganeca No. 10, Bandung 40132 e-mail: 1 alvina.naomi@gmail.com, 2 suprihanto@ftsl.itb.ac.id
Abstrak:  Semakin  meningkatnya  aktivitas  industri  di  Kota  Jakarta  berimbas  terhadap  bertambahnya jumlah  kontaminan  yang masuk ke dalam perairan Teluk Jakarta. Senyawa seng (Zn) digunakan dalam banyak  industri  dan  konsentrasinya  di  Teluk  Jakarta  telah  mencapai  ambang  batas  baku  mutu  air  laut untuk  biota  laut.  Sedimen  merupakan  komponen  penting  dalam  laut  yang  mampu  mengadsorpsi  logam terlarut.  Analisis  XRD  menunjukkan  bahwa  sedimen  Teluk  Jakarta  didominasi  oleh  mineral  kuarsa sebanyak 56.4%,  kaolinite sebanyak 17.5%, dan pyrite sebanyak 13.7% persentase berat. Karakterisasi fisik dan kimia sedimen Ancol mencakup kandungan C-organik sebesar 5.41%, nilai KTK sebesar 29.07 me/100  gram,  luas  permukaan  sebesar  29.388  m 2 /gram,  specific  gravity  sebesar  2.63  g/cm 3 ,  dan keberadaan  gugus  hidroksil.  Percobaan  sorpsi  dilakukan  secara  batch  dan  mengikuti  kinetika  reaksi pseudo-second  order.  Adsorpsi  Zn  oleh  sedimen  Ancol,  Teluk  Jakarta  pada  kondisi  tanpa  keberadaan kompetitor  dapat  direpresentasikan  dengan  isoterm  Langmuir.  Pada  penambahan  Na,  adsorpsi  Zn mengikuti  isoterm  Freundlich  dan  terjadi  penurunan  kapasitas  adsorpsi  sebesar  0.68%.  Pada  kondisi penambahan Ca, adsorpsi Zn mengikuti isoterm Langmuir kompetitif, terjadi penurunan kapasitas adsorpsi sebesar  0.91%.  Pada  penambahan  Mg,  adsorpsi  Zn  mengikuti  isoterm  linear  dan  terjadi  penurunan kapasitas adsorpsi sebesar 2.22%. Pada air laut artifisial, adsorpsi Zn mengikuti isoterm Langmuir dan secara keseluruhan terjadi penurunan kapasitas adsorpsi sebesar 12.09%. Adsorpsi Zn dengan kompetitor Na dan Ca di dalam air laut artifisial dapat direpresentasikan dengan isoterm Langmuir kompetitif.

## Kata kunci: adsorpsi, Zn, kation kompetitor, sedimen
Abstract: Rapid development of industrial activities in Jakarta leads to increasing amount of pollutant in the sea of Jakarta Bay. Zinc (Zn) is a common substance used in many kind of industry. The concentration of Zn in the sea of Jakarta Bay has reached the maximum limit of Zn concentration regulated by Indonesian State Minister for the Environment in the sea for marine biota. Marine sediment plays an important role in adsorption  process  of  dissolved  metal  in  the  seawater.  XRD  analysis  of  Jakarta  Bay  sediment  shows dominant  mineral  of  the  sediment  which  are  quartz  (56.4%),  kaolinite  (17.5%),  and  pyrite  (13.7%). Physical  and  chemical  characterization  of  Ancol  Sediment  showed  organic  carbon  content  as  much  as 5.41%, cation exchange capacity 29.07 meq/100 gram, surface area 29.388 m 2 /gram, specific gravity 2.63 g/cm 3 ,  and  the  presence  of  hydroxyl  group.  A  batch  sorption  model  which  assumed  the  pseudo-second order  mechanism,  was  developed  to  predict  the  equilibrium  sorption  capacity.  Adsorption  of  zinc  onto Ancol  sediment  followed  Langmuir  isotherm.  In  addition  of  Na  to  the  system,  Zn  adsorption  followed Freundlich  isotherm  and  sorption  capacity  decreased  by  0.68%.  In  addition  of  Ca  to  the  system,  Zn adsorption followed Freundlich isotherm and sorption capacity decreased by 0.91%. In addition of Mg to the system, Zn adsorption followed linear isotherm and sorption capacity decreased by 2.22%. In artificial seawater, Zn adsorption followed Langmuir isotherm and sorption capacity decreased by 2.09% compared with absence of competing cation. Adsorption of Zn in presence of each Na and Ca in artificial seawater were specifically compatible with competitive Langmuir isotherm.
Keywords: adsorption, Zn, competing cation, sediment

## PENDAHULUAN
Logam  berat  telah  lama  dikenal  sebagai  elemen  yang  mempunyai  potensi  toksik  dan kemampuan terakumulasi dalam tubuh manusia. Sifatnya yang konservatif menyebabkan logam berat  cenderung  terakumulasi  di  dalam  perairan.  Keberadaan  logam  atau trace element  dalam tanah  dan  air  secara  alamiah  berasal  dari  pelapukan  batuan  induk  yang  mengandung  unsur tersebut, salah satunya  Zn. Aktivitas manusia (antropogenik) juga merupakan kontributor  yang besar bagi keberadaan trace element di alam. Sebagai gambaran, penggunaan trace element Zn oleh  masyarakat  modern  diperkirakan  mencapai  250  juta  ton  dan  jumlahnya  terus  meningkat (Nriagu dalam Notodarmojo, 2005). Senyawa seng (Zn) digunakan dalam pelapisan logam seperti baja dan besi sebagai produk anti karat. Logam Zn juga digunakan sebagai zat warna untuk cat, lampu, gelas, bahan keramik, dan pestisida (Darmono, 1995). Sifat pencemar Zn berdampak lokal di pantai, teluk, estuari, dan saluran pembuangan limbah (Bryan, 1976).
Teluk  Jakarta  merupakan  teluk  yang  terletak  di  kota  Jakarta.  Teluk  ini  dilindungi  oleh pulau-pulau kecil jenis pulau karang. Masyarakat yang hidup di daerah ini memanfaatkan perairan sebagai daerah penangkapan ikan dan budidaya ikan. Karakteristik utama yang membedakan air laut dan air tawar adalah keberadaan salinitas yang dipengaruhi oleh kehadiran kation dan anion dalam air laut di antaranya Na, Mg, Ca, Cl, dan SO 4 . Keberadaan kation ini kemungkinan dapat berpengaruh pada adsorpsi logam berat seng oleh sedimen teluk Jakarta. Konsentrasi logam berat yang terkandung pada air laut dan sedimen dapat digunakan sebagai indikator pencemaran laut. Selanjutnya  laporan  data  konsentrasi  logam  yang  terdapat  di  sepanjang  sungai  dapat dikembangkan menjadi laporan ilmiah yang menarik seperti perpindahan ion logam dari badan air  ke  dalam  sedimen.  Perjalanan  perpindahan  ion  logam  dari  air  ke  dalam  sedimen  terutama melalui  proses  partisi  air-sedimen  yaitu  perpindahan  logam  dari  bentuk  terlarut  dalam  air  ke dalam sedimen melalui fenomena adsorpsi (Schnoor, 1996).
Maksud dari penelitian ini adalah mengetahui kemampuan adsorpsi sedimen Teluk Jakarta terhadap pencemar logam Zn, serta mengetahui pengaruh kehadiran kation kompetitor pada air laut  terhadap proses  adsorpsi tersebut. Tujuan dari penelitian adsorpsi logam Zn dalam larutan Na, Ca, dan Mg oleh sedimen Teluk Jakarta adalah:
1. Mengetahui karakteristik fisik dan kimia sedimen Teluk Jakarta, khususnya di daerah Ancol
2. Mengetahui  perilaku  sorpsi  Zn  oleh  sedimen  Ancol  pada  kondisi  tanpa  keberadaan  kation kompetitor dan dengan keberadaan kation kompetitor, baik secara individu maupun campuran
3. Mengetahui kinetika adsorpsi Zn oleh sedimen Ancol pada kondisi tanpa keberadaan kation kompetitor dan dengan keberadaan kation kompetitor, baik secara individu maupun campuran Potensi adsorpsi logam Zn oleh sedimen Teluk Jakarta dengan mengoptimalkan beberapa parameter proses dan operasi dalam reaktor batch berupa variasi waktu kontak, dosis adsorben, dan variasi konsentrasi awal logam Zn sehingga akan diperoleh besar efisiensi penyisihan logam Zn menggunakan sedimen Teluk Jakarta. Kation dengan jari-jari terhidrasi yang lebih kecil akan cenderung  menggantikan  kation  dengan  jari-jari  hidrasi  yang  lebih  besar.  Selain  itu,  ada  pula kecenderungan bahwa ion dengan valensi yang lebih tinggi memiliki  afinitas yang lebih tinggi terhadap partikel tanah liat dibandingkan kation dengan valensi yang lebih rendah (Notodarmojo, 2005). Pada penelitian ini diuji proses adsorpsi dengan kehadiran tiga kation kompetitor Zn yaitu Na, Ca, dan Mg. Terkait studi literatur tersebut, hipotesis yang dapat dirumuskan untuk penelitian ini antara lain:
1. Ukuran partikel adsorben dan soil : solution ratio mempengaruhi proses adsorpsi ditinjau dari persentase penyisihan logam Zn
2. Keberadaan kation kompetitor Na, Ca, dan Mg mempengaruhi proses adsorpsi  ditinjau dari kapasitas adsorpsi logam Zn

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini mengkaji fenomena adsorpsi yang bertujuan untuk menyisihkan logam seng (Zn)  di  dalam  air  laut  dengan  kehadiran  kation  kompetitor  yaitu  Na,  Ca,  dan  Mg  baik  secara individu maupun campuran. Persiapan penelitian dilakukan untuk menentukan konsentrasi sorbat dalam air laut dari Teluk Jakarta dan komposisi adsorben sebagai dasar analisis yang dilakukan di penelitian. Persiapan ini meliputi karakterisasi air laut, karakterisasi adsorben, serta preparasi adsorben.

## Penelitian Pendahuluan
Percobaan  adsorpsi  dilakukan  secara batch pada  100  mL  sampel  dengan  konsentrasi  Zn yang telah diketahui di dalam labu Erlenmeyer ukuran 250 mL. Pada penelitian pendahuluan ini dilakukan adsorpsi pada beberapa variasi dosis sorben yaitu pada rasio 1:5 (20 gram sorben); 1:10 (10 gram sorben); dan 1:100 (1 gram sorben). Variasi dosis sorben dilakukan pada setiap variasi larutan  kompetitor  yaitu  Natrium,  Kalsium,  dan  Magnesium.  Campuran  sedimen  dan  larutan dikocok  menggunakan shaker dengan  kecepatan  260  rpm  dan  suhu  konstan  selama  beberapa waktu, selanjutnya sampel yang diambil disentrifugasi selama 5 menit pada kecepatan 6000 rpm. Supernatan dan endapan hasil sentrifugasi dipisahkan pada botol berbeda, kemudian ditambahkan beberapa  tetes  HNO 3 pekat  untuk  melarutkan  seluruh  logam  dalam  sampel.  Sampel  telah  siap untuk dianalisis. Konsentrasi ion Magnesium dan Kalsium diukur mengikuti metode pengukuran kesadahan dengan titrasi EDTA. Pada pengukuran Magnesium, digunakan zat warna Eriochrome Black T (EBT) dan pada pengukuran Kalsium digunakan Murexide.

## Penelitian Utama
Hasil dari penelitian pendahuluan dijadikan dasar pemilihan dosis sorben yang digunakan di  penelitian  utama.  Prinsip  kerja  penelitian  utama  secara  umum  sama  dengan  penelitian pendahuluan, namun terdapat perbedaan pada variasi faktor yang diuji. Pada penelitian utama ini dilakukan adsorpsi menggunakan variasi konsentrasi awal logam Zn untuk mendapatkan isoterm adsorpsi  pada  tiap  kehadiran  kation  kompetitor,  demikian  pula  dilakukan  percobaan  adsorpsi dengan  campuran  ketiga  kation  kompetitor  yaitu  Na,  Ca,  dan  Mg  sekaligus  dalam  air  laut artifisial.

## Pengukuran Parameter Kualitas Air
Parameter yang diukur di laboratorium meliputi konsentrasi Zn, Na, Ca, Mg, pH, dan suhu air.  Analisa  konsentrasi  Zn  dilakukan  menggunakan  alat Atomic  Absorption  Spectroscopy di Laboratorium Kualitas  Air Fakultas  Teknik  Sipil dan  Lingkungan  Institut  Teknologi Bandung. Blanko  yang  digunakan  untuk  AAS  adalah  larutan  HNO 3 pekat.  Analisa  konsentrasi  Natrium dalam  sampel  dilakukan  menggunakan  alat Flame  Photometry di  Laboratorium  Kualitas  Air Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung menggunakan blanko akuades. Konsentrasi  ion  Ca  dan  Mg  dalam  sampel  diukur  menggunakan  metode  titrasi  sesuai  dengan pengukuran kesadahan.

## Analisis Data
Data  yang  terkumpul  kemudian  diolah  menggunakan  program  Microsoft  Excel  untuk menghasilkan  grafik,  tabulasi,  dan  penghitungan.  Analisis  regresi  linier  digunakan  untuk mengetahui kecocokan data dengan model isoterm adsorpsi Freundlich, Langmuir dan Langmuir kompetitif, serta menghitung koefisien determinasinya. Hasil regresi linier juga digunakan untuk mencari parameter kinetika untuk reaksi pseudo first order Lagergren , pseudo second order Ho, dan desorpsi.
Persamaan  umum  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  merupakan  penghitungan persentase  efisiensi  penyisihan  (persamaan  1 ) dan  kapasitas  adsorpsi  dan  desorpsi  yang ditujukkan pada persamaan 2 .
Persentase penyisihan = 𝐶 𝑜 −𝐶 𝑡 𝐶 𝑜 × 100% (1)
Kapasitas adsorpsi (𝑞 𝑡 ) = (𝐶 0 − 𝐶 𝑡 ) × (𝑉−𝑉 𝑡 ) (𝑀−𝑀 𝑡 ) (2)
di mana C o merupakan konsentrasi awal sorbat (mg/L), C t adalah konsentrasi sorbat pada waktu t (mg/L), q t merupakan kapasitas adsorpsi pada waktu t (mg/g), V adalah volume larutan (L), V t merupakan volume sampel air yang diambil pada waktu t (15 mL), M sebagai berat adsorben (g), dan M t merupakan berat adsorben yang diambil pada waktu t (g).

## HASIL DAN PEMBAHASAN Karakterisasi Air Laut
Pada bulan Mei 2015 dilakukan analisis awal terhadap karakteristik air laut di Teluk Jakarta di Laboratorium Kualitas Air Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung. Hasil karakterisasi dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil karakterisasi awal air laut Teluk Jakarta No Parameter Analisis Satuan Hasil Analisis 1 Ca mg/L Ca 320 2 Mg mg/L Mg 1183 3 Na mg/L 8129 4 Zn mg/L 0.050
Pilson  (2013)  menyebutkan  urutan  kation  dominan  dalam  air  laut  adalah  Natrium, Magnesium,  dan  Kalsium.  Dengan  demikian,  ketiga  kation  tersebut  dipilih  sebagai  objek penelitian karena konsentrasinya yang sangat tinggi dibandingkan dengan kation lainnya. Logam seng (Zn) dipilih karena konsentrasi terlarutnya dalam air mencapai ambang batas baku mutu air laut  untuk  biota  laut  yang  ditetapkan  oleh  Kepmen  LH  no.  51  tahun  2004,  yaitu  sebesar  0.05 mg/L, sedangkan konsentrasi logam Cu yang ditemukan masih berada di bawah ambang batas. Pada saat pengambilan sampel air laut dan sedimen di Teluk Jakarta dilakukan pengukuran pH dan suhu air laut. Pengukuran dengan pH meter menunjukkan pH air laut sebesar 7.05. Jain (2004) menyatakan bahwa proses adsorpsi Zn oleh sedimen alami sangat bergantung pada pH larutan. Pengukuran dengan termometer pada permukaan laut memberikan bacaan 32.5 o C.

## Karakterisasi Fisik dan Kimia Sedimen Ancol, Teluk Jakarta
Karakterisasi fisik dan kimia dari sedimen Teluk Jakarta yang digunakan sebagai adsorben dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 2. Mineral dominan yang terdapat di dalam sedimen Teluk  Jakarta  adalah  kuarsa  (SiO 2 )  dengan  persentase  berat  56.4%,  kaolinite  (Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ) sebanyak  17.5%,  dan  pyrite  (FeS 2 )  sebanyak  13.7%.  Keberadaan  kaolinite  di  dalam  sedimen menunjukkan bahwa sedimen dapat digunakan sebagai adsorben sebab kaolinite merupakan salah satu  mineral  yang  juga  terkandung  dalam  tanah  liat.  Komponen  sedimen  permukaan  yang berperan  adalah  kandungan  tanah  liat  terutama  di  permukaan  sedimen  (Wang,  2011).  Hasil analisis  FTIR  menunjukkan  keberadaan  gugus  hidroksil  dalam  sedimen.  Berdasarkan  analisis tekstur  sedimen,  diketahui  bahwa  sedimen  ini  termasuk  ke  dalam  golongan  lempung  berdebu ( silty loam ). Sedimen memiliki muatan negatif.
Tabel 2. Karakteristik fisik dan kimia sedimen Ancol, Teluk Jakarta Parameter Nilai C-organik (%) 5.41 KTK (me/100 gram) 29.07 Luas permukaan (m 2 / gram) 29.388 Specific gravity (g/cm 3 ) 2.63

## Adsorpsi Zn ke Sedimen Teluk Jakarta
Kapasitas  adsorpsi  logam  Zn  oleh  sedimen  Teluk  Jakarta  bertambah  seiring  dengan naiknya  konsentrasi  awal  larutan  Zn  untuk  massa  adsorben  yang  sama.  Percobaan  sorpsi dilakukan  secara batch dan  mengikuti  kinetika  reaksi pseudo-second  order .  Konsentrasi  Zn tersisa  mencapai  stasioner  pada  menit  ke  30 pengocokan.  Hasil  percobaan  dari  sorpsi  Zn  pada
sedimen  dengan  berbagai  konsentrasi  awal  Zn  dapat  dilihat  pada  Gambar  1. Adsorpsi  Zn  oleh sedimen Ancol, Teluk Jakarta pada kondisi tanpa keberadaan kompetitor dapat direpresentasikan dengan isoterm Langmuir.
Pada percobaan ini dilakukan penyesuaian pH menggunakan H 2 SO 4 encer agar pH larutan mendekati  7.05  sesuai  dengan  karakterisasi  air  laut  Teluk  Jakarta.  Selain  itu,  penyesuaian  pH dilakukan untuk memastikan bahwa proses yang terlibat dalam penyisihan Zn bukan merupakan presipitasi Zn. Pada kondisi t=0 atau sesaat sebelum penambahan sedimen ke dalam larutan, pH larutan secara umum berada di sekitar nilai 7.0. Setelah dilakukan penambahan sedimen, seluruh larutan  mengalami    kenaikan  pH  hingga  mencapai  titik  stasioner  pada  menit  ke  30  atau  waktu ekuilibrium. Seperti yang telah dijelaskan dalam karakterisasi sedimen Teluk Jakarta, didapatkan bahwa  sedimen  ini  bermuatan  negatif.  Muatan  negatif  ini  yang  menyebabkan  pH  larutan  naik, semakin  basa  larutan  maka  muatan  adsorben  akan  semakin  negatif.  Aspek  ini  mendukung adsorpsi  logam  Zn  yang  bermuatan  positif  melalui  interaksi  elektrostatis  sehingga  Zn  yang bermuatan  positif  akan  “tertarik”  ke  permukaan  adsorben  yang  bermuatan  negatif.  pH  akhir adsorpsi yang terukur pada menit ke 90 menunjukkan pH pada 7.8. Presipitasi logam Zn terjadi pada pH 10, sementara pH sistem yang terukur selama proses adsorpsi berada pada rentang 6.6 hingga 7.8, hal ini menunjukkan bahwa presipitasi logam Zn tidak terjadi pada proses ini.

## Pengaruh Soil: Solution Ratio
Aktivitas adsorpsi pada soil : solution ratio yang berbeda diamati untuk menentukan dosis adsorben yang paling optimum untuk penelitian lainnya. Soil : solution ratio yang digunakan pada penelitian awal adalah 1:5; 1:10; dan 1:100. Pada dosis sorben 1 gram ( soil : solution ratio 1:100) didapatkan persentase penyisihan logam Zn sebesar 86.17%, pada dosis sorben 10 gram ( soil : solution  ratio 1:10)  sebesar  95.64%,  dan  pada  dosis  sorben  20  gram  ( soil  :  solution  ratio 1:5) sebesar  97.79%.  Secara  umum  Gambar  2.  menunjukkan  bahwa  semakin  besar  dosis  adsorben yang  digunakan  dalam  adsorpsi,  maka  semakin  besar  pula  persentase  penyisihan  Zn  yang tercapai. Peningkatan jumlah sorbat yang menempel seiring dengan penambahan massa sorben terjadi  karena  interaksi  antara  partikel  meningkat  akibat  meningkatnya  massa.  Dari  hasil  yang ditunjukkan di bawah, dipilih soil : solution ratio sebesar 1:5 atau dengan dosis sorben 20 gram dalam  100  mL  larutan  untuk  analisis  selanjutnya  karena  secara  umum  didapatkan  persentase penyisihan tertinggi pada rasio tersebut.

## Gambar 2. Persentase penyisihan seng pada tiap dosis sorben

## Pengaruh Penambahan Natrium
Pada percobaan ini dilakukan penambahan Na sesuai dengan konsentrasinya pada air laut Teluk Jakarta yaitu sebesar 8129 mg/L. Penambahan Na menurunkan kapasitas adsorpsi sedimen terhadap Zn. Gambar 3. menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi Zn pada kesetimbangan (waktu kontak  60  menit)  dengan  konsentrasi  awal  Zn  0.5  hingga  2  mg/L  hampir  tidak  berbeda
80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 1:100 (1 gram) 1:10 (10 gram) 1:5 (20 gram) P e n yi si h an Zn ( % ) Soil : solution ratio
dibandingkan kondisi kontrol. Pada penggunaan konsentrasi awal Zn sebesar 5 mg/L ditemukan penurunan kapasitas adsorpsi sedimen sebesar 0.68% dibandingkan kondisi tanpa Na. Dilihat dari jari-jari  ion  terhidrasi,  Na  dapat  menggantikan  Zn  pada  permukaan  sorben  yang  menyebabkan adsorpsi  Zn  pada  kehadiran  Na  menjadi  lebih  rendah.  pH  sistem  yang  terukur  selama  proses adsorpsi berada pada rentang 6.9 hingga 7.7, hal ini menunjukkan bahwa presipitasi logam Zn tidak  terjadi  pada  proses  ini.  Pada  kondisi  penambahan  Na,  adsorpsi  Zn  mengikuti  isoterm Freundlich.  Plot  data  menggunakan  isoterm  kompetitif  Langmuir  memberikan  nilai  R 2 sebesar 0.54.
Gambar 3. Pengaruh penambahan Na terhadap kapasitas adsorpsi Zn pada beberapa konsentrasi awal Zn pada waktu ekuilibrium

## Pengaruh Penambahan Kalsium
Pada percobaan ini dilakukan penambahan Ca sesuai dengan konsentrasinya pada air laut Teluk  Jakarta  yaitu  sebesar  320  mg/L.  Pada  Gambar  4.  terlihat  kapasitas  adsorpsi  Zn  pada penambahan  Ca  secara  umum  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  kondisi  tanpa  kompetitor, namun  perbedaannya  hanya  sebesar  0.01  mg/g.  Hal  ini  sesuai  dengan  hipotesis  yang  diajukan terkait jari-jari ion terhidrasi. Kation Ca memiliki ukuran jari-jari ion terhidrasi yang sama dengan Zn,  sehingga  akan  terjadi  kompetisi  antara  kedua  kation  tersebut.  Fisher-power  (2016) menemukan  bahwa  keberadaan  ion  Ca  pada  adsorpsi  Zn  oleh  sedimen  menurunkan  kapasitas adsorpsi  pada  pH  di  bawah  5.  Pada  penelitian  ini  didapatkan  bahwa  pada  pH  7  kehadiran  Ca menurunkan kapasitas adsorpsi sebesar 0.91%. Pada konsentrasi awal Zn sebesar 0,5; 1; dan 1.5 mg/L terlihat bahwa kapasitas adsorpsi Zn oleh sedimen Teluk Jakarta pada kondisi penambahan Ca  lebih  rendah  dibandingkan  kondisi  tanpa  kompetitor.  Hal  ini  dapat  terjadi  akibat  kesamaan valensi  antara  Zn  dan  Ca  yang  menyebabkan  afinitasnya  terhadap  partikel  lempung  sama, sehingga tidak terdapat perbedaan yang signifikan antar kedua kondisi perlakuan. pH sistem yang terukur selama proses adsorpsi berada pada rentang 6.3 hingga 7.8, hal ini menunjukkan bahwa presipitasi  logam  Zn  tidak  terjadi  pada  proses  ini.  Pada  kondisi  penambahan  Ca,  adsorpsi  Zn mengikuti  isoterm  Langmuir  kompetitif.  Plot  data  menggunakan  isoterm  kompetitif  Langmuir memberikan nilai R 2 sebesar 0.77.
Gambar 4. Pengaruh penambahan Ca terhadap kapasitas adsorpsi Zn pada beberapa konsentrasi awal Zn pada waktu ekuilibrium

## Pengaruh Penambahan Magnesium
Pada percobaan ini dilakukan penambahan Mg sesuai dengan konsentrasinya pada air laut Teluk Jakarta yaitu sebesar 1183 mg/L. Kehadiran Mg di dalam larutan cenderung menurunkan kapasitas adsorpsi sedimen Teluk Jakarta terhadap Zn sebesar 2.22%. Dapat dilihat pada Gambar 5.,  kapasitas  adsorpsi  Zn  pada  kondisi  kehadiran  Mg  pada  tiap  konsentrasi  awal  sedikit  lebih rendah dibandingkan kondisi kontrol. Hal ini tidak sesuai dengan teori terkait ukuran jari-jari ion terhidrasi.  Mg  memiliki  jari-jari  ion  terhidrasi  yang  lebih  besar  dibandingkan  Zn,  sehingga  Zn justru bersifat lebih mobile yang mengakibatkan tidak terpengaruhnya kapasitas adsorpsi Zn pada kehadiran Mg. Dilihat dari aspek bilangan valensi, Mg dan Zn memiliki besar bilangan valensi yang sama, sehingga penurunan kapasitas adsorpsi terjadi akibat kompetisi  antar kedua kation terkait  afinitasnya  yang  sama  terhadap  partikel  lempung.  Lempung  kaolinite  memiliki karakteristik pertukaran kation yang rendah dan luas permukaan lebih kecil dari 20 m 2 /g (Suraj dalam Amer, 2010). Kapasitas pertukaran kation ini memungkinkan hal ini terjadi. Magnesium yang telah terlebih dahulu teradsorpsi oleh kaolinite tidak dapat digantikan oleh Zn. Oleh sebab itu, kaolinite cenderung memiliki kapasitas adsorpsi yang rendah pada saat keberadaan Mg. pH sistem  yang  terukur  selama  proses  adsorpsi  berada  pada  rentang  7.1  hingga  7.7,  hal  ini menunjukkan bahwa presipitasi logam Zn tidak terjadi pada proses ini. Pada kondisi penambahan Mg, adsorpsi Zn mengikuti isoterm linear. Plot data menggunakan isoterm kompetitif Langmuir memberikan nilai R 2 sebesar 0.41.

## Adsorpsi Logam Seng pada Air Laut Artifisial
Air  laut  artifisial  yang  digunakan  dalam  penelitian  dibuat  berdasarkan  komposisi  yang diajukan oleh Subow (1931). Larutan ini mengandung kation Na, Ca, dan Mg sekaligus. Seperti dapat dilihat pada Gambar 6., terjadi penurunan kapasitas adsorpsi pada semua konsentrasi awal Zn. Secara umum ditemukan bahwa terjadi penurunan kapasitas adsorpsi sedimen Ancol sebesar 12.09%  terhadap  logam  Zn  di  dalam  air  laut  artifisial.  pH  sistem  yang  terukur  selama  proses adsorpsi berada pada rentang 7 hingga 7.6, hal ini menunjukkan bahwa presipitasi logam Zn tidak terjadi  pada  proses  ini.  Pada  air  laut  artifisial,  secara  umum  adsorpsi  Zn  mengikuti  isoterm Langmuir.
Gambar 5. Pengaruh penambahan Mg terhadap kapasitas adsorpsi Zn pada beberapa konsentrasi awal Zn pada waktu ekuilibrium
Gambar 6. Kapasitas adsorpsi Zn pada air laut artifisial dengan beberapa konsentrasi awal Zn pada waktu ekuilibrium
Penurunan kapasitas adsorpsi kemungkinan terjadi akibat keberadaan Na di dalam air laut artifisial yang mampu menggantikan Zn pada active site di permukaan adsorben. Sorpsi Zn dan Na dalam air laut artifisial mengikuti model isoterm Langmuir kompetitif dengan nilai R 2 sebesar 0.96. Selain  itu,  keberadaan Mg dan Ca  yang memiliki bilangan valensi +2 yang sama dengan bilangan  valensi  Zn  dapat  menjadi  kompetitor  dalam  adsorpsi  Zn  terkait  afinitasnya  terhadap partikel lempung (Notodarmojo, 2005) dalam penelitian ini kemungkinan adalah kaolinite. Sorpsi Zn dan Ca di dalam air laut artifisial juga mengikuti model isoterm dengan nilai R 2 sebesar 0.76. Sorpsi  Zn  dan  Mg  di  dalam  air  laut  artifisial  yang  diplotkan  dengan  model  isoterm  kompetitif Langmuir  menghasilkan  nilai  R 2 sebesar  0.40,  sehingga  lebih  dapat  direpresentasikan menggunakan model isoterm Langmuir.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dan  pembahasan  yang  telah  dilakukan  sebelumnya,  dapat  ditarik beberapa kesimpulan. Analisis XRD menunjukkan bahwa sedimen Teluk Jakarta didominasi oleh mineral  kuarsa  sebanyak  56.4%,    kaolinite  sebanyak  17.5%,  dan  pyrite  sebanyak  13.7% persentase  berat.  Karakterisasi  fisik  dan  kimia  sedimen  Ancol,  Teluk  Jakarta  mencakup kandungan  C-organik  sebesar  5.41%,  nilai  KTK  sebesar  29.07  me/100  gram,  luas  permukaan sebesar  29.388  m 2 /gram, specific  gravity sebesar  2.63  g/cm 3 ,  dan  keberadaan  gugus  hidroksil.
Percobaan  sorpsi  dilakukan  secara batch dan  mengikuti  kinetika  reaksi pseudo-second  order . Adsorpsi Zn oleh sedimen Ancol, Teluk Jakarta pada kondisi tanpa keberadaan kompetitor dapat direpresentasikan  dengan  isoterm  Freundlich.  Pada  kondisi  penambahan  Na,  adsorpsi  Zn mengikuti  isoterm  Freundlich  dan  terjadi  penurunan  kapasitas  adsorpsi  sebesar  1.18%.  Pada kondisi  penambahan  Ca,  adsorpsi  Zn  mengikuti  isoterm  Langmuir  kompetitif  dan  terjadi penurunan kapasitas adsorpsi sebesar 1.4%. Pada kondisi penambahan Mg, adsorpsi Zn mengikuti isoterm  linear  dan  terjadi  penurunan  kapasitas  adsorpsi  sebesar  2.7%.  Pada  air  laut  artifisial, adsorpsi  Zn  mengikuti  isoterm  Langmuir  dan  terjadi  penurunan  kapasitas  adsorpsi  sebesar 12.59%.

## DAFTAR PUSTAKA
Amer, Mohammad W., Fawwaz I. Khalili, dan Akl M. Awwad. 2010. Adsorption of lead, zinc, and  cadmium  ions  on  polyphosphate-modified  kaolinite  clay. Journal  of  Environmental Chemistry and Ecotoxicology . 2(1), 1-8.
Bryan,  G.  W.  1976. Heavy  Metals  Contamination  in  The  Sea.  In  Johnston  (Ed). New  York  : Marine Pollution.
Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup . Jakarta: Penerbit UI.
Fisher-power, Leanne M., Tao Cheng, Zahra Sadat Rastghalam. 2016. Cu and Zn adsorption to a heterogenous  natural  sediment:  influence  of  leached  cations  and  leached  organic  matter. Chemosphere. 144, 1973-1979.
Ho,  Y.  S.,  G.  McKay.  1999.  Pseudo-second  order  model  for  sorption  processes. Process Biochemistry. 34, 451-465.
Jain,  C. K.,  D.  C.  Singhal,  M.  K.  Sharma.  2004.  Adsorption of  zinc  on  bed  sediment  of River Hindon: adsorption models and kinetics. Journal of hazardous materials . B114, 231-239. Meroufel, Bahia, Omar Benali, Mohamed Benyahia,  Mohamed Amine Zenasni,  Andre Merlin, Beatrice  George.  Removal  of  Zinc(II)  from  aqueous  solution  to  kaolin  by  batch  design. Journal of Water Resource and Protection . 5, 669-680.
Miranda-Trevino,  Jorge  C.  dan  Cynthia  A.  Coles.  2003.  Kaolinite  properties,  structure  and influence of metal retention on pH. Applied Clay Science . 23, 133-139.
Notodarmojo, Suprihanto. 2005. Pencemaran Tanah dan Air Tanah. Bandung: Penerbit ITB.
Nsami, J. Ndi, G. Ndongo Kounou, D. P. Belibi Belibi, D. Koutou, G. M. Tagne, D. D. Dina Joh, dan  J.  Ketcha  Mbadcam.  2015.  Adsorption  of  Zinc(II)  ions  from  aqueous  solution  onto Kaolinite and Metakaolinite. Der Pharma Chemica . 7(3), 51-58.
Pilson, Michael E. Q. 2013. An introduction to the Chemistry of the sea. California: Prentice Hall. Schnoor, J. 1996. Environmental Modeling. New York: John Wiley and Sons Inc. Wang, Xiaoli dan Yu  Li. 2011. Measurement of Cu and Zn adsorption onto surficial sediment components:  New  evidence  for  less  importance  clay  minerals. Journal  of  Hazardous Materials . 189, 719-723.